Лекция 3. Электропроводность растворов электролитов
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
3Лекция
Электропроводность растворов электролитов
Определения Электропроводность раствора
свойство пропускать электрический ток под влиянием электрического поля
Миграция иона перемещение иона в электрическом поле
Поток иона Jиона
изменение числа молей i-го иона во времени при переходе через площадку S (со скоростью иона в растворе с концентрацией сиона), расположенную перпендикулярно направлению движения
1 ионаиона иона иона
dnJ с
S dt
(Удельная электропроводность )
i i ii
Fci z u X U
iRS
l
RSX
i i ii
l
SR
z Fc u
Удельная электропроводность Характеризует
электропроводность раствора, заключенного между двумя плоскими параллельными электродами, имеющими площадь по 1 см2
и расположенными на расстоянии 1 см друг от друга
ЗАДАНИЕ. Объясните форму концентрационной зависимости удельной электропроводности
i i ii
z Fc u
Молярная электропроводность Характеризует электропроводность
раствора, заключенного между двумя плоскими параллельными электродами, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга и имеющими такую площадь, чтобы раствор между электродами содержал 1 моль электролита.
ЗАДАНИЕ: Покажите, что молярная электропроводность, в отличие от удельной, зависит только от ион-ионного взаимодействия, но не от числа ионов в растворе
с
с
Правило Кольрауша молярная электропроводность сильного электролита
любой концентрации и слабого электролита при бесконечном разбавлении представляет собой сумму молярных ионных подвижностей
с с с
с с с
( сильный электролит ) 0 0 0
( слабый электролит )
Коэффициент электропроводностиэлектролита
f - отражает наличие ион-ионных взаимодействий и особенности вязкого движения ионов
f 1 – ион-ионное взаимодействие исчезающе мало 0
с f сильный электролитf
слабый электролит
, Эффекты приводящие к снижению молярной электропроводности
Электрофоретический эффектЭффект асимметрии, или релаксации
при наложении электрического поля ион начинает двигаться в одну сторону, а его ионная атмосфера в противоположную; за счет взаимного притяжения центрального иона и противоположно заряженных ионов атмосферы возникает дополнительное трение, которое уменьшает подвижность ионов и молярную электропроводность
при движении ион покидает свою ионную атмосферу и непрерывно на пути своего движения создает новую; разрушение и образование атмосферы происходит не мгновенно; в процессе разрушения старая шаровая симметрия ионной атмосферы искажается: ее плотность позади движущегося иона больше, что вызывает торможение движения иона
Эффекты торможения иона и концентрационная зависимость
молярной электропроводности0с
электрофорет релакс
- ЭффектыДебая Фалькенгагена иВина
Эффект Дебая-Фалькенгагена Эффект Вина
при достаточно высокой частоте переменного тока молярная электропроводность раствора резко увеличивается , достигая 2/3 от с
при достаточно высокой напряженности электрического поля молярная электропроводность раствора резко увеличивается , достигая максимального значения - 0
- ЭффектыДебая Фалькенгагена иВина
Эффект Дебая-Фалькенгагена Эффект Вина
при достаточно высокой частоте переменного тока время движения иона в одном направлении настолько мало, что сферическая симметрия ионной атмосферы не нарушается: тормозящий эффект релаксации исчезает, электропроводность возрастает
при достаточно высокой напряженности электрического поля скорости движения ионов настолько велики, что на их пути не успевает создаваться ионная атмосфера; это резко уменьшает как релаксационное, так и электрофоретическое торможение
Числа переноса Число переноса i-го иона – доля тока (заряда),
переносимая i-м видом ионов
ВОПРОС: Чему равна сумма чисел переноса всех ионов? ЗАДАНИЕ. Выведите формулы расчета чисел переноса
катионов и анионов в растворе бинарного электролита
i i i
i i
i ii
cc i ii
ii
z Fc u
I qt
I Q
ct
z Fc u